Автореферат и диссертация по медицине (14.00.25) на тему:Поиск высокоэффективных анальгетиков среди производных пирролидиноморфинана

На

003445924 БОЛКУНОВ АЛЕКСЕЙ ВИКТОРОВИЧ

ПОИСК ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ АНАЛЬГЕТИКОВ СРЕДИ ПРОИЗВОДНЫХ ПНРРОЛИДИНОМОРФИНАНА

14 00 25 - фармакология, клиническая фармакология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

о 4г ъ

Томск-2008

003445924

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Горно-Алтайский государственный университет» и Новосибирском институте органической химии им. НН Ворожцова СО РАН

Научный руководитель:

доктор биологических наук,

профессор Толстикова Татьяна Генриховна

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Зуева Елена Петровна доктор медицинских наук Ваизова Ольга Евгеньевна

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Защита состоится "_"_2008 г в_часов на заседании

диссертационного совета Д 001 031 01 при ГУ НИИ фармакологии ТНЦ СО РАМН (634028, г Томск, пр Ленина, 3)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГУ НИИ фармакологии Томского научного центра СО РАМН

Автореферат разослан "_"_2008 г

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор биологических наук

Амосова Е Н

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Одной из важных задач современной фармакологии является разработка низкодозных малотоксичных анальгетиков Это связано с наметившейся в настоящее время тенденцией к старению населения в целом, а следовательно, повышением частоты заболеваний и увеличением количества операционных вмешательств

В плане поиска высокоактивных анальгетиков, обладающих минимальными побочными эффектами, присущими многим опиоидам, привлекает внимание подход, основанный на синтетических трансформациях побочного алкалоида опийного мака тебаина К числу таких трансформаций относится введение дополнительных карбо- и гетероциклических фрагментов (ТоЫЖоуа й а1,1990, Толстикова с соавт, 1992)

В Новосибирском институте органической химии СО РАН синтезирован ряд новых производных тебаина, относящихся к структурному типу 6,14-эндоэтено-пирролидино-морфинана Предварительными исследованиями показано, что среди этих соединений имеются перспективные анальгетики (Толстикова с соавт, 2004, Шульц с соавт, 2007). В связи с этим целесообразно проведение систематического исследования агентов указанного типа.

Целью данной работы является поиск эффективных антиноцицептивных агентов среди производных 6,14-эндоэтено-7,8-пирролидиноморфинана В связи с этим были поставлены следующие задачи

• провести изучение анальгетической активности 23 новых производных пирролидиноморфинана и установить связь «структура-активность»,

для наиболее перспективных агентов 7а,8а-[М'-(4-бромфешш)-пирролидино]-тетрагидроорипавина (5Ь-42) и 7а,8а-[К-(фенил)-пирролидино]-тетрагидроорипавина (Т- II) исследовать токсико-фармакологические свойства

- определить острую токсичность соединений,

- изучить дозозависимый эффект и продолжительность анальгетического действия,

- изучить возможный механизм обезболивающего действия,

- оценить влияние новых агентов на нейромедиаторные системы,

- выявить наличие и характер побочного действия выбранных соединений Научная новизна работы. В настоящей работе впервые

• изучена анальгетическая активность нового класса производных пирролидиноморфинана, среди которых выявлены агенты, обладающие обезболивающим эффектом, превосходящим морфин,

• установлена связь между химическим строением агентов и указанным видом активности,

• для наиболее перспективных агентов установлен прямой дозозависимый анальгетический эффект, выявлен возможный механизм действия и широкий спектр фармакологических свойств,

• показано, что обнаруженный класс производных тебаина с дополнительными гетероциклическими фрагментами является перспективным в плане разработки малотоксичных высокоактивных анальгетиков

Научно-практическая ценность работы. Агенты 7,8 -[Ы-(п-бромфенил)-пирролидино]-тетрагидроорипавин (8Ь-42) и 7,8-(М-фенил-пирролидиио)-тетрагидроорипавин (Т- II) предложены в качестве умереннотоксичных анальгетических средств, превосходящих по активности и обладающих меньшими побочными эффектами в сравнении с применяемыми в медицине наркотическими анальгетиками

Положения, выносимые на защиту.

1 Выявлена новая группа высокоактивных анальгетиков среди производных пиррилидиноморфинана

2 Установлена связь анальгетического действия производных пирролидиноморфинана с их химическим строением

3 Показано, что в обезболивающее действие выбранных агентов 8И-42 и Т-11 вовлечена опиоидная система

4 Агент 5И-42 не обладает отрицательными побочными эффектами и может быть предложен в качестве перспективного анальгетика для расширенного доклинического исследования

Апробация результатов. Основные полученные результаты были представлены на 4-ой международной конференции «Биологические основы индивидуальной чувствительности к психотропным средствам» (Москва, 2006), на конференции «Биомедицина и биомоделирование» (Ростов-на-Дону, 2006), на IV Всероссийской научной конференции «Химия и технология растительных веществ» (Сыктывкар, 2006), на конференции «Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования, образование» (Санкт-Петербург, 2006), на VI Молодежной научной конференции «Физиология человека и животных от эксперимента к клинической практике» (Сыктывкар, 2007), на Ш Съезде фармакологов России «Фармакология - практическому здравоохранению» (Санкт-Петербург, 2007), на VI Всероссийском научном семинаре с молодежной научной школой «Химия и медицина» (Уфа, 2007) и на XVI Международной конференции «Новые информационные технологии в медицине, биологии, фармакологии и экологии» (Ялта-Гурзуф, 2008)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ, из них 2 статьи -в журналах, рекомендованных перечнем ВАК

Структура и объем работы. Диссертация включает введение, обзор литературы, материалы и методы, результаты исследований и их обсуждение, заключение, выводы и список литературы, включающий 187 ссылок. Работа изложена на 123 страницах, содержит 8 рисунков и 17 таблиц

Работа выполнена при поддержке Интеграционной программы СО РАН №54 «Научные основы разработки новых лекарственных препаратов Перспективы использования возобновляемого сырья», программы фундаментальных исследований Президиума РАН 12 8 «Фундаментальные науки - медицине» «Разработка научных основ создания низкодозных ЦНС-активных препаратов Новые подходы» и «Медицинская химия Молекулярный дизайн физиологически активных соединений и лекарственных препаратов» «Исследование свойств и направленный отбор физиологически активных соединений как потенциальных лекарственных препаратов».

Материалы и методы исследования. Работа выполнена на 2400 белых беспородных мышах массой 20-25 г и 24 белых беспородных крысах массой 150-200 г, полученных из вивария Института цитологии и генетики СО РАН и содержащихся в стандартных условиях вивария при свободном доступе к воде и стандартному гранулированному корму Экспериментальные группы формировали по 8-10 особей одинаковой массы

Исследуемые соединения были синтезированы в Новосибирском институте органической химии им ННВорожцова СО РАН в лаборатории медицинской химии (зав лаб - д х н, проф Шульц Э Э) Все агенты, исходя из химического строения, были классифицированы на три группы I группа II группа III группа

я1 о

К'о

N-€11,

Й'О

И'О

М-С1Ь

Производные 6,14-эндоэтено-7,8-пирролидиндион-морфинана

V

Производные 6,14-эндозтено-7,8-пирролидино-морфинана

те-снз

и*

Производные 1-бром-6,14-эндоэтено-7,8-пирролидино-морфинана

Л'= СНз, Н, СНз, Н,

/Г*= СбН5, С6Н4-Вг, С6Н3-Вг2> (СН2)2-СбН3, (СЩг-СвЩ-ОН, СН2-С6Нз-0-СН3> СН(СН2-ОН)-СН((СНз)2),

я'= н2, о,

Все соединения вводили однократно внугрижелудочно в виде водно-твинового (твин 80) раствора за 1 час до воспроизведения модели в дозе 5 мг/кг (по 0,2 мл на 10 г массы для мыши и на 100 г массы тела для крысы) Животные контрольной группы получали эквивалентные объемы растворителя

Острую токсичность соединений определяли по методу Кербера при однократном внутрижелудочном введении на белых беспородных мышах

Анапьгетическую активность соединений изучали на стандартных моделях экспериментальной боли, включая «уксусные корчи» (УК, в/б 0,75% уксусной кислоты по 0,1 мл/мышь), «ацетилхолиновые корчи» (АхК, в/б 0,3 мг/0,1 мл/10 г ацетилхолина хлорида), «горячая пластина» (ГП, Т=54 ± 0,5°С) и «отведение хвоста» (ОХ, Т=54±0,5°С) Анапьгетическую активность агентов рассчитывали в виде процента угнетения болевой реакции (УБР) по формуле 100% * (Киипред,,- Копьгг) / Кконтроль, где К - соответствующий показатель (среднее количество корчей или латентное время болевой реакции) контрольной или опытной группы

В отдельной серии экспериментов анапьгетическую активность соединений в тестах УК и АхК изучали на фоне введения налоксона (1 мг/кг, подкожно, через 50 мин после изучаемых агентов) (Ье\уапо\уН5с11а й а1,2006)

Противовоспалительную активность соединений изучали на двух моделях воспаления, вызванных введением раствора формалина (3%) и гистамина (0,1%) по 0,05 мл в апоневроз стопы животного (Тринус с соавт, 1974) Исследуемые агенты вводили трехкратно (за час до введения флогогена, через 1 и 2 часа после него), внугрижелудочно в дозе 5,0 мг/кг (общая доза каждого из агентов составила 15 мг/кг) Через 5 часов после воспроизведения воспаления мышей забивали, отрезали лапы и взвешивали Процент воспаления рассчитывали по формуле 100 % * (М дв- М п6/в) / М л6?в, где М лв - масса лапы с воспалением, М Лб/в - масса лапы без воспаления Препарат сравнения индометацин (1СЫ ВютесЬсаЬ 1пс) вводили по аналогичной для агентов схеме в общей дозе 45 мг/кг

Влияние соединений на центральную нервную систему определяли на стандартных моделях, оценивающих взаимодействие исследуемых агентов с веществами, оказывающими угнетающее или стимулирующее действие на ЦНС Были использованы тесты «Ареколиповый тремор» (ареколин 25 мг/кг, в/б, регистрировали продолжительность тремора), «Никотиновая токсичность» (никотин 20 мг/кг, подкожно, процент гибели животных), иКоуазоловая токсичность» (коразол 90 мг/кг, в/б, процент гибели животных в группе), «Взаимодействие с барбитуратами» - гексенапом (50 мг/кг, в/б) и хлоралгидратом (350 мг/кг, в/б), отмечали длительность бокового положения по утрате и восстановлению рефлекса переворачивания мышей, «£ окситриптофановый гиперкинез» (5-окситриптофан 300 мг/кг, в/б,

б

продолжительность гиперкинеза), «Йохимбиновая токсичность» (йохимбин 50 мг/кг, в/б, оценивали процент гибели животных в группе), ^Взаимодействие с L-ДОФА» (L-ДОФА 200 мг/кг, в/б, регистрировали двигательную активность в течение 2 мин на фото-сенсорной установке Tru-Scan (Coulbourn, США))

Влияние агентов на мембранный потенциал нейронов изучали на изолированных нейронах из окологлоточных ганглиев моллюска Lymnaea stagnalis, выделенных механической дефрагментацией ганглиев Электрофизиологические исследования проводили при комнатной температуре 20-24°С В солевой раствор рабочей камеры (объем 5 мл), в которой культивировались клетки, добавляли исследуемые вещества Выбор концентраций агентов осуществлялся в предварительных экспериментах по минимальному устойчивому эффекту на интактные нейроны Через 25-30 мин в раствор добавляли Ах (10"4 М) и регистрировали изменения мембранного потенциала (МП) клеток (Kostenko, 1972) с помощью стеклянных микроэлектродов, заполненных 2,5 мМ NaCl, внутриклеточно Получаемые сигналы подавались на АЦП и обрабатывались аппаратно-программным комплексом

Исследование побочных эффектов агентов включало изучение воздействия агентов на сердечно-сосудистую систему. которое оценивали по изменению артериального давления (АД) и частоты сердечных сокращений (ЧСС) у крыс в течение часа после внутрижелудочного введения агентов в дозе 5 мг/кг на электрофизиологическом комплексе LabLmc («Coulbourn instruments», США) Влияние изучаемых агентов на эвакуаторную функцию тонкого кишечника оценивали по удаленности от желудка (в см) пищевого комка с 3%-ным активированным углем через 15, 30, 45 и 60 минут после введения агентов (Janssen et al, 1957) Влияние на скелетную мускулатуру определяли в тесте «вращающийся стержень» по количеству падений животных со стержня за 2 минуты Препарат сравнения сибазон вводили в дозе 2,5 мг/кг внутрижелудочно (Хабриев, 2005) Толерантность к анальгетическому эффекту оценивали в моделях УК и ГП после семидневного введения агентов в возрастающей дозе от 5 мг/кг до 60 мг/кг, дважды в день Способность изучаемых агентов вызывать лекарственную (физическую) зависимость определяли по показателям вызванного налоксоном (1 мг/кг, подкожно) абстинентного синдрома после семидневного введения агентов в возрастающей дозе (от 5 мг/кг до 60 мг/кг, дважды в день) (Fernandes at al, 1977)

Статистическую обработку данных вели с помощью стандартной программы Statistica 6 0, уровень достоверности определяли по t - критерию Стьюдента и непараметрическому критерию Вилкоксона-Манна-Уитни

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

1. Связь «структура - анальгетическая активность» в ряду производных пирролидиноморфинана. Результаты исследования анальгетической активности производных пирролидиноморфинана на моделях химического и термического болевого раздражения позволили выявить некоторые закономерности

Оценивая в целом соединения первой группы в качестве блокаторов висцеральной боли, можно выделить агенты Sh-34 (R'=CH3, R2=CH3, R3=C6H4-Br) и Sh-38 (R'=H, R2=H, R3=CH2-CH2-C6H5), проявившие анальгетическую активность, превосходящую эффект морфина, на модели УК. Также можно отметить соединение Sh-43 (R'=H, R2=H, R3=CH-CH,(OH)-CH(CH3)2), которое проявило значительную гиперальгезию в тесте на висцеральную боль и может быть использовано в качестве агента, вызывающего сенситизацию (повышение возбудимости) ноцицептивных афферентов к повреждающим стимулам (Кукушкин, 2003)

Результаты исследования анальгетической активности соединений второй группы позволили выявить агенты Т-11 (R1=H, R2=CH3, R3=C6H5) и Sh-42 (R'=H, R2"=CH3, R3=C(jH4-Br) Агент T-II проявил высокуюантиноцицептивную активность на обеих моделях боли, превзойдя даже активность морфина, а его 4'-бромпроизводное Sh-42 показало себя анальгетиком, селективно действующим только в тесте УК, где оно, подобно своему дебромированному аналогу, полностью блокировало только висцеральную боль

Сопоставление активности соединений I и II групп, т е производных пирролидиндиона и пирролидина, отличающихся строением гетероциклического фрагмента, позволило сделать заключение, что восстановление карбонильных групп приводит к усилению анальгетической активности в тесте УК и исчезновению эффекта гиперальгезии в тесте ГП Дальнейшее введение атома брома в фенильный заместитель при атоме азота пирролидинового фрагмента приводит к увеличению анальгетической активности в тесте УК, при этом снижение анальгетического эффекта в тесте ГП наблюдается только для пары соединений Т-11 и Sh-42

В результате исследования анальгетической активности соединений III группы установлено, что введение атома брома в морфинановый структурный остов приводит к резкому снижению анальгетической активности

2. Фармакологические свойства агентов Sh-42 и Т-11. На основании проведенного скрининга анальгетической активности производных пирролидиноморфинана для дальнейшего более углубленного фармакологического исследования в качестве перспективных антиноцицептивных средств были выбраны два агента П группы - производные

б,14-эндоэтено-7,8-пирролидиноморфинана - T-I1 и Sh-42. отличающийся наличием атома брома в фенильном заместителе

но.

не

N—СШ

N—CIL

/

ILCO

I /

—• N

Sh-42

О

Т-11

О

Вг

7а,8а-[Н'-(4-бромфенил)-пнрролидино]

6,Н-эндоэтено-6,7,8,14-

теграшдроорипавии

7а, 8а -[Ы'-(феиил)-1шрролндшо]-6,14-эндаэтено-6,7,8,14-тетрагидроорипавин

Острая токсичность агентов 511-42 и Т-11. В результате изучения острой токсичности для агентов ЯЬ-42 и Т-11 была определена ЬО50 при пероральном способе введения, которая составила 1605 мг/кг и 2042 мг/кг, соответственно Полученные данные позволяют отнести вышеуказанные соединения к 3-му классу умеренно токсических веществ, так же, как и морфин, ЬО50 которого при пероральном способе введения составляет 1645 мг/кг (Толстикова, 1996) Через 15 минут после введения токсических доз исследуемых соединений у животных наблюдается каталептический эффект, сохраняющийся в течение 4-х часов Также через 5 минут после введения токсических доз агентов Щь42 и Т-11 у мышей развивается синдром Штраубе, который сохраняется в течение суток При этом введение агентов в дозе 5 мг/кг (используемой в большинстве экспериментов) приводит к развитию синдрома Штраубе только у животных, которым вводили агент Т;

Анальгетическая активность агентов Sh-42 и Т-11. Анальгетическая активность соединений была изучена на моделях химического болевого раздражения - УК и АхК, и моделях термического болевого раздражения -ГП и ОХ Модели химического и термического болевого раздражения различаются системой ноцицепции, путем проведения нервного импульса и его восприятия, что может быть использовано в качестве критерия для определения обезболивающего профиля исследуемых веществ Например, известно, что методы, основанные на термических стимулах (ГП, ОХ), чувствительны только для опиатов, являющихся чистыми агонистами (Farre et al, 1989), но нечувствительны для НПВС При этом анальгетический эффект олиоидных агентов на конкретный вид болевого раздражения

11

опосредуется возбуждением определенных типов ОР. 'Гак, для подавления термических болевых реакций необходимо вовлечение р- и 5-рецепторов, а блокада реакции на химическое раздражение брюшины хотя и может опосредоваться всеми подтипами ОР, наибольшую активность в этих тестах проявляют агокисты к-рецепторов (Сергеев, Шимановский, 1987).

Исследование анальгетической активности агентов 5Ь-42 и Т-И показало, что оба агента в дозе 5 мг/кг обладают высокой обезболивающей активностью, полностью снимая рефлекторный ответ на химический раздражитель (тесты УК и АхК). Термическое болевое раздражение ослабляет только агент Т-11, увеличивая латентное время болевой реакции в 2,5 раза на ГП и в 3,7 раза в тесте ОХ (табл. 1). Таким образом, агент Т-11 обладает более широким спектром обезболивающего действия, проявляя высокую анальгетическую активность во всех проведенных тестах, в то время как агент 8Ь-42 проявляет селективность анальгетического эффекта только в тестах на висцеральную боль.

Таблица 1. Анальгетическая активность агентов §1>42 и Т-Ц (X ± М)

модель агент УК | АхК ГП ОХ

кол-во корчей время, сек

8Ь-42 0,0 ±0,0 *** 0,0 ± 0,0 *** ! 2,0 ± 1,4 9,2 ±0,4

Т-11 0,0 ±0,0 *** 0,0 ± 0,0 *** 26,5 ±3,1** 31,4 ± 1,7 **

контроль 12,4 ±0,8 1,5 ±0,2 9,4 ± 1,0 8,4 ± 0,3

: р < 0,01; *** р < 0,001 относительно контроля

Изучение анальгетической активности агентов 511-42 и Т-11 в диапазоне доз от 0,1 мг/кг до 10 мг/кг в тесте УК показало прямой дозозависимый эффект (рис. 1).

100: 80" бо:

40

го;

I

О

ДОЗА

®5Ь-42 ш Т-11

II

I

0,1 мг/кг ! 0,5 мг/кг 1 мг/кг 1 5 мг/кг 1 10 мг/кг

Рис. 1. Дозозависимая анальгетическая активность агентов 8Ь42 и Т-11 тесте УК. ** р <0,01; *** р <0,001 относительно контроля (%МРЕ контроля = 0%).

При этом надо отметить, что 100%-ное анальгетичеекое действие агента Т; 11 достигается уже в дозе 1 мг/кг, в то время как анальгетическая активность его бромированного аналога - в дозе 5 мг/кг В результате пробит - анализа для агентов БЬ-42 и Т-11 была определена ЕБ5о, которая составила 1,6 мг/кг и 0,48 мг/кг соответственно.

Изучение продолжительности анальгетического эффекта агентов в тесте УК показало, что оба агента на протяжении 6 часов эксперимента практически полностью задерживают развитие болевой реакции, но при этом % УБР для агента Т-11 через 6 ч после введения составляет 88%, а для его бромированного аналога 8И-42 - 65% (табл 2) Надо отметить, что такое длительное сохранение анальгетических свойств характерно и для морфина, вводимого в дозе 6 мг/кг (Толстикова, 1996)

Таблица 2 Продолжительность анальгетическо! о действия агентов 5Ь-42 и Т-11 на

модели УК (X ± М)

время после введеиия

30 мин 1 час 2 часа 3 часа 6 часов

агент кол-во корчей

Sh-42 0,0 ±0,0*** 0,0 ±0,0*** 0,0 ±0,0*** 0,0 ±0 0*** 2,3 ± 0,2*

Т-11 0,0 ±0,0*** 0,0 ± 0,0*** 0,0 ±0,0*** 0,0 ±0,0*** 0,8 ±0,1**

контроль 6,8 ± 0,8 7,0 ± 1,1 12,0 ±1,3 7,8 ± 0,8 6,5 ±0,8

р < 0,05, ** р < 0,01, *** р < 0,001 относительно контроля

Таким образом, соединения Sh-42 и Т-11 проявляют себя как высокоэффективные анальгетики, способные полностью ингибировать висцеральную боль Подобным эффектом обладают как многие опиоидные анальгетики, осуществляя свое анальгетичеекое действие посредством активации опиоидной системы (Kogel et al, 2005), так и некоторые НПВС (Fujiyoshi et al, 1990), чей обезболивающий эффект не антагонизируется налоксоном Для выяснения вовлечения опиоидной системы в механизм обезболивания, осуществляемого соединениями Sh-42 и Т-11, их анальгетическая активность была исследована на фоне введения антаго-/агониста ОР - налоксона В качестве этанола сравнения был взят дипидолор (0,1 мг/кг, подкожно), который является типичным наркотическим анальгетиком

Было показано, что в тесте УК введение животным налоксона за 10 мин до тестирования ослабляет анальгетический эффект агентов Sh-42 и Т-11 всего на 22% и 45%, соответственно, в то время как анальгетическая реакция опиоидного анальгетика дипидолора снимается налоксоном на 85% (рис 2). Это позволяет предположить, что одной из систем, опосредующих анальгетический эффект агентов в тесте на висцеральную боль, является

опиоидная система. С другой стороны, поскольку не происходит полного снятия анальгетического эффекта исследуемых соединений, можно предположить, что опиоидньш путь анальгезии не является единственным.

I

100 }

\

a. sot

1С

>>

60 40 20 0 т

Г 1

F

|

"Нал" - налоксон "Дип" - дипидолор

Sh'42+Нал Т"И +Нал Дип +Нал Нал+ Дип Нал+ т"п ' Нал+Sh-42

100 80

1-60 40 20 О

уксусные корчи

ацетилхолиновые корчи

Рис. 2. Анальгетический эффект (%УБР) агентов Sh-42 и 741 на фоне налоксона (% УБР контроля = 0 %).

* р < 0,05; ** р < 0,01; *** р < 0,001 относительно контроля,

# р < 0,05; ## р < 0,01; ### р < 0,001 относительно агента без налоксона

В тесте АхК введение налоксона абсолютно не влияет на ингибирование болевой реакции агентом Т-11, но на 86% снижает анальгетический эффект агента Sh-42. Следовательно, угнетение агентом Sh-42 корчей, вызванных введением Ах, осуществляется практически полностью через активацию опиоидной системы. И напротив, отсутствие влияния налоксона на анальгетическую активность агента T-i 1 в этом тесте позволяет полностью исключить участие опиоидной системы в ингибировании этим соединением АхК. Возвращаясь к химическим структурам исследованных агентов, хочется еще раз подчеркнуть, что агент Sh-42 отличается от агента Т-11 наличием одного атома брома в фенильном заместителе, что, вероятно, и приводит к селективности опиоидного механизма для агента Sh-42 в тесте АхК.

Существенный вклад опиоидной системы в анальгетическую активность агента Т-11 в тесте УК (45%) и отсутствие ее вовлечения для этого же агента в тесте АхК, вероятно, можно объяснить несколько различающимся генезом возникновения и развития боли в этих моделях. Несмотря на то, что оба эти теста являются простагландин-опосредованными, в литературе описаны случаи, когда вещество блокирует УК, но ке снимает АхК (Mesia-Vela et al., 2004).

Противовоспалительная активность агентов Sh-42 и Т-11. Экспериментальные модели боли, вызванные химическим раздражением брюшины, являются висцеральными воспалительными моделями, поэтому многие

НПВС способны снижать количество корчей, вызванных уксусной кислотой (Panthong et al, 2007), опосредуя свою активность через ингибирование синтеза простагландинов (Харкевич, 2005) Противовоспалительная активность, показанная для некоторых опиоидных анальгетиков (Walker, 2003), объясняется присутствием ОР, особенно к-рецепторов, на иммунных клетках, где они осуществляют имунномодулирующую функцию (Sibitida, Goldstern, 1988)

Исследование противовоспалительной активности агентов Sh-42 и Т-11 показало, что введение агента Sh-42 не влияет на развитие воспаления, вызванного введением 3%-ого раствора формалина При этом агент Т-11 достоверно задерживает (на 17%) развитие формалинового отека, незначительно уступая по силе противовоспалительной активности индометацина, который уменьшает отек на 25% (табл 3) В то же время на модели гистаминового отека оба соединения Sh-42 и Т-11 снимают воспаление на 43% и 56% соответственно, проявляя антифлогистическую активность, превосходящую активность индометацина, снимающего воспаление на 28%

Таблица 3 Противовоспалительная активность агентов Sh-42 и Т-11 (X ¿ М)

модель агент «формалиновый отек» «гистаминовый отек»

процент отека

Sh-42 69,1 ± 5,9 10,6 ±0,8***

Т-П 55,3 ±4,3 * 6,4 ±0,7 ***

индометацин 49,8 ±4,1 ** 13,7 ±1,4*

контроль 66,7 ±2,7 19,0± 1,6

* р<0,05, ** р<0,01, *** р<0,001 относительно контроля

Проанализировав результаты влияния налоксона на анальгетическую активность агентов и их противовоспалительную активность, можно предложить возможные механизмы действия агентов

Во-первых, можно считать доказанным, что одним из компонентов анальгетического действия производных пирролидиноморфинана является активация опиоидной системы, поскольку их анальгетический эффект в тесте УК частично снимается налоксоном. Высокая анальгетическая активность агента Т-11 во всех проведенных тестах позволяет предположить активацию всех трех типов ОР под действием этого агента. При этом селективность анальгетического действия агента Sh-42 только в тестах на висцеральную боль может указывать на его предпочтительное взаимодействие с к-ОР, поскольку показано, что в моделях висцеральной боли наиболее эффективными анальгетиками являются к-агонисты (Riviere, 2004)

Неопиоидный компонент анальгезии агентов Sh-42 и Т-11. в том числе и их противовоспалительная активность, может бьпъ связан с ингибированием продукции медиаторов воспаления, что характерно для НПВС (Харкевич, 2005). Также анальгетический эффект агентов может осуществляться через увеличение холинергической активации в ЦНС, как описано для некоторых соединений (Yin, Zhu, 2005, Decker et al, 1998)

Во-вторых, нельзя исключить, что наблюдаемая противовоспалительная активность исследуемых агентов может быть также обусловлена активацией ОР, хотя это предположение и требует дальнейшего изучения И в этом отношении более сильный по сравнению с агентом Sh-42 анальгетический эффект агента Т-11 коррелирует с его более выраженной противовоспалительной активностью.

Воздействие агентов Sh-42 и Т-П на центральную нервную систему рассматривали опосредованно через их влияние на эффект психотропных средств и их предшественников, широко применяемых в экспериментальной фармакологии Поскольку эти препараты влияют на определенные звенья нейрохимических процессов мозга, то результаты этих опытов могут расширить представление о действии изучаемых соединений

Влияние агентов Sh-42 и Т-11 на эффекты ареколина и никотина Ареколин и никотин влияют на центральную холинергическую систему, вызывая судорожный эффект и приводя к летальным исходам Введение агента Sh-42 приводит к увеличению продолжительности вызванного ареколином тремора на 29% и не влияет на процент никотиновой гибели мышей (табл 4) Это позволяет говорить о влиянии агента Sh-42 на функцию М-холинергической системы и об отсутствии его влияния на функцию Н-холинергической нейромедиаторной системы Введение агента Т-11 не влияет на эффекты М- и Н-холиномиметиков

Таблица 4 Влияние агентов 8Ь-42 и Т-11 на длительность ареколинового тремора и никотиновую токсичность у мышей (в скобках указано количество погибших животных по отношению к количеству использованных в эксперименте) (X ± М)

агент средняя продолжительность ареколинового тремора (сек) «никотиновая токсичность», % гибели животных

Sh-42 271,4 ± 15,9** 50% (4/8)

T-ll 197,1 ± 16,4 63% (5/8)

контроль 210,0 ±11,6 50% (4/8)

** р<0,01 относительно контроля

В антиноцицептивном процессе показано участие центральной холинергической системы, активация которой может регулироваться опиоидами через М-холикорецепторы (Harris et al, 1969, Yaksh et a!, 1985)

Поэтому можно предположить, что анальгетический эффект агента Sh-42 частично осуществляется и за счет М-холиномиметического эффекта

Влияние агентов Sh-42 и Т-11 на эффекты 5-окситриптофана

Предшественник серотоиина 5-окситриптофан может вызвать стимуляцию центральных серотониновых рецепторов, а именно 5НТ2-подтипа, возбуждение которых и приводит к развитию характерного гиперкинеза, называемого «отряхивание мокрой собаки» Именно это является наиболее распространенным методом оценки взаимосвязи с центральными серотониновыми структурами В данном тесте агент Sh-42 полностью блокирует развитие 5-окситриптофанового гиперкинеза, а агент Т-11 значительно (в 4 раза) снижает его длительность (табл 5)

Таблица 5 Влияние агентов Sh-42 н Т-11 на гиперкинез, вызванный 5-окситрипгофаном (Х±М)

*** р< 0,001 относительно контроля

Поскольку стимуляция 5НТ:-рецепторов вызывает такие побочные эффекты, как ажитация, нервозность, бессонница и сексуальные нарушения (Biter, Montigny, 1994), то способность многих нейролепгиков угнетать встряхивания и оказывать их антигаллюцинаторный эффект (Хабриев, 2005) указывает на наличие у них центрального серотониноблокирующего действия Таким образом, полученные нами результаты могут указывать на антагонистические свойства производных пирролидиноморфинанов в отношении 5НТ2-рецепторов, где агент Sh-42 проявляет большую по сравнению с агентом Т-11 активность

Влияние агентов Sh-42 и Т-11 на токсический эффект йохимбина Для объективного рассмотрения норадренергического компонента в действии соединений Sh-42 и Т-11. в частности его пресинаптического звена, т.е а.г-адренорецепторов, был использован тест, отражающий воздействие соединений на эффекты, вызываемые а2-адреноблокатором йохимбином (Lapm, 1980) Было показано, что на фоне премедикации агентом Sh-42 токсичность, вызванная йохимбином, не изменяется, в то время как введение агента Т-11 ингибирует развитие токсического эффекта йохимбина, полностью предотвращая гибель мышей Таким образом, возможно, что антагонизм агента Т-11 в отношении йохимбина свидетельствует об участии исследуемого соединения в адренергических процессах. Механизм такого

модель агент длительность (мин) 5-окситриптофанового гиперкинеза

Sh-42 0,0 ±0,0 ***

Т-11 7,6 ±1,1 ***

контроль 32,5 ± 3,6

действия может быть связан с активацией а2-адренорецепторов (Starke et al, 1975; Freedman, Aghajaman, 1984, Schesnin et al, 1988).

Влияние агентов Sh-42 и T-ll на угнетение двигательной активности мышей, вызванное L-ДОФА, в тесте «открытое поле». В нейрофармакологии большое значение имеет тест взаимодействия исследуемых соединений с L-ДОФА, который может осветить преимущества звена, ответственного за реализацию дофаминергического действия агентов

Было показано, что введение агента Sh-42 усиливает депремирующее L-ДОФА на исследовательскую реакцию (табл 6) Агент T-I1 снимает угнетающее действие L-ДОФА на двигательную активность, что свидетельствуют о вовлечении дофаминергических структур в реализацию эффектов этого агента Такие показатели согласуются с экспериментальными данными, указывающими на участие морфина в регуляции дофаминергического звена локомоторной активности животных (Kuschinsky, 1976, Blasig, Herz 1980, Reggiam et al, 1980, Spanagel et al, 1996)

Таблица 6 Влияние агентов 8Ь-42 и Т-11 на эффект Г.-ДОФА в тесте «открытое поле» (Х± М)_

\^юказатель агент двигат активность, сек неподвиж момент, сек дистанция, см скорость движения см/с кол-во обследов отверстий кол-во вертик стоек

Sh-42 37,0 ± ЗД *** 83 ± 5,1 **# 94,6 ± П,5 *** 0,8 ±0,1 *** 0,4 ± 0,06 *** 0,0±0,0 ***

Т-11 70,4 ± 7,5 *Ч 49,6 ± 5,0 * 341,2 ±37,5 ### 2,8 ±0,3 ### 0,8 ±0,1 * 1,0±0,1 ***

L-ДОФА 41,2 ±3,2 *** 78,8 ± 8,0 *** 81,8 ± 14,4 *4* 0,6 ±0,1 *** 1,4 ± 0,2 * 0,2±0,03 ***

контроль 98,8 ±3,1 21,2 ±2,7 328,0 ±26,3 2,7 ± 0,2 5,2 ± 0,9 11,0±1,4

*** р < 0,001, **р<0,01,*р< 0,05 относительно контроля; ### р < 0,001, #U р < 0,01, # р < 0,05 относительно L-ДОФА

Влияние агентов 5И-42 и Т-11 на коразоловую токсичность Судороги в условиях модели хемо-индуцированного эпилептогенеза являются результатом дисбаланса в активности возбуждающих и тормозных нейромедиаторных систем, и в первую очередь, устранения тормозного влияния нейронов, продуцирующих ГАМК (Богданов, 1997). Результаты теста «коразоловая токсичность» указывают на усиление судорожного действия коразола агентами БЬ-42 и Т-11, поскольку их введение приводит к увеличению процента гибели животных в группе

Таким образом, агенты БЬ-42 и Т-11 однонаправлено усиливают коразоловую токсичность (в большей степени соединение Т-11). что дает

возможность предположить наличие ГАМК-ергического компонента в действии исследуемых веществ При этом синергизм исследуемых агентов с коразолом может быть обусловлен снижением синаптической передачи через ГАМК-рецепторы, которая, как было показано на крысах в опытах т vitro, снижается под влиянием соединений, обладающих опиоидной активностью (Iwatsubo, Kondo, 1978)

Влияние агентов Sh-42 и Т-11 на эффекты гексенала и хлоралгидрата Влияние соединений на продолжительность гексеналового сна может являться критерием в дифференцировке средств психотропного характера. Было показано, что оба агента Sh-42 и Т-11 обладают потенцирующим действием на снотворный эффект гексенала, увеличивая продолжительность вызванного им сна в 1,5 и 2 раза, соответственно (табл 7)

Хлоралгидрат реализует свой снотворный эффект преимущественно через торможение корковых образований На модели хлоралгидратового сна показано, что агенты Sh-42 и Т-11 увеличивают длительность снотворного эффекта хлоралгидрата в 1,5 и 3 раза, соответственно

Таблица 7 Влияние агентов Sh-42 и Т-11 на продолжительность гексеналового и

агент гексеналовый сон хлоралгидратовый сон

продолжительность (мин)

Sh-42 15,0 ±0,7*** 104,5 ±7,3***

Т-11 18,7 ±2,1 *** 215,6 ± 11,6 ***

морфин 23,5 ±2,3 ** 240,6 ± 19,3 **

контроль 9,4 ±0,9 69,6 ± 7,4

**р<0,01,***р< 0,001 относительно контроля

Таким образом, соединения 8Ь-42 и 1-11 проявляют выраженное ссдативное действие Потенцирующее влияние соединений 51>42 и Т-11 на снотворный эффект гексенала и хлоралгидрата можно интерпретировать как результат влияния исследуемых агентов на структуры, ответственные за реализацию снотворного эффекта, к примеру, воздействие их на барбитурат -бензодиазепин - ГАМК-рецепторный комплекс В пользу такого механизма также указывает однонаправленность действия агентов в тесте «коразоловая токсичность» Либо увеличение продолжительности наркотического сна происходит за счет воздействия на процесс элиминации снотворных средств микросомальной системой печени (ветше, ГщнгюЮ, 1962)

Влияние агентов БЬ-42 и Т-11 на мембранный потенциал изолированных нейронов. Результаты экспериментов на изолированных нейронах из окологлоточных ганглиев моллюска Ьушпаеа 51а§паНз показали, что тестируемые вещества Т-11 и ЭЬ-42 в концентрациях 0,0003мг/мл и

0,0006мг/мл, соответственно, не являются токсическими при остром применении и не вызывают существенных реакций нейронов. Поскольку эти данные не исключают существование рецепторов модуляторного типа для этих веществ, была проведена серия экспериментов по исследованию реакций клеток на Ах (хлорид) после преинкубации с агентами Т-11 и Sh-42.

Поскольку холинорецепторы образуют комплекс с ионными каналами натриевой, кальциевой и хлорной проводимостей, то локальное подведение Ах (10ч М) к соме нейронов у разных клеток может вызывать как реакции деполяризации, так и гиперполяризации, а часть нейронов может вообще не реагировать на такое воздействие (Пивоваров с соавт., 1999).

Известно, что морфин оказывает модуляторные влияния на холинорецепторы, изменяя соотношение типов реакций нейронов на аппликацию Ах, а также изменяя мембранные токи (Harris et а!., 1969; Вислобоков, Савоськин, 2000). Агенты Sh-42 и Т-11 также обладают модулирующим эффектом на активность электрогенных холинорецепторов. При этом агент Sh-42 избирательно угнетает в основном деполяризирующий эффект Ах на нейроны, тогда как агент Т-11 угнетает в целом эффект Ах, увеличивая процент клеток, не реагирующих на его аппликацию. Влияние обиоих агентов на холинорецепторы угнетается предварительной инкубацией нейронов с налоксоном, ио имеет несколько различающуюся тенденцию для агентов Sh-42 и Т-1 L

тдеполяризация ■гиперполяризация габез реакции

I

, 1

А цХ + А u X +

Т -11 Т -11 +

н а л

А ц X + $¡1-42 + Н ал

Рис. 3. Влияние агентов §Ь42 и Т-11 на реакцию нейронов, вызванную аппликацией Ах.

В целом, полученные результаты дают возможность утверждать, что модулирующий эффект исследуемых агентов на электрогенное воздействие Ах осуществляется за счет активации ОР. К тому же, общее подавление активности Ах агентом Т-11 может свидетельствовать о мембраностабилизирующем действии, характерном для неизбирательных опиоидных агонистов (Вислобоков, Савоськин, 2000). В то время как

избирательное влияние агента 51)-42 в отношении деполяризирующего эффекта Ах, вероятно, опосредовано преобладающем воздействием на определенный ионный ток

Побочное действие агентов 8Ь-42 и Т-11. Известно, что многие опиоидные анальгетики обладают побочными действиями, значительно ограничивающими их применение

Воздействие агентов 5Ь-42 и Т-11 на сердечно-сосудистую систему Одним из побочных эффектов морфина является его угнетающее действие на функцию дыхательной и сердечно-сосудистой систем

Исследование влияния агентов 511-42 и Т-11 в дозе 5 мг/кг на сердечнососудистую систему крыс показало, что агент Т-11 однонаправленно с морфином (Ма1шк1а е! а1, 2004) на 30-й минуте эксперимента снижает АД на 16% и противоположно морфину (Толстикова, 1996) увеличивает ЧСС на 13% от начального уровня В то же время введение агента 811-42 никак не влияет на эти показатели (рис. 4 и 5)

время

введение 10 минут 30 минуг 60 ми!Г/г введение 10 минут 30 минут 60 минут

Рис 4 Влияние агентов Sh-42 и Т-11 Рис 5 Влияние агентов Sh-42 и Т-11

на артериальное давление крыс на ритм сердечных сокращений

** р<0,01 отноопельно исходного * р < 0,05, ** р < 0,01 относительно

уровня исходною уровня

Воздействие агентов Sh-42 и Т-11 на перистальтику тонкого кишечника Известно, что возбуждение ОР приводит к снижению моторики желудочно-кишечного тракта (Харкевич, 2005) В данной работе показано, что агент Sh-42 в первые 45 мин замедляет перистальтику тонкого кишечника, а к концу эксперимента скорость продвижения активированного угля по кишечнику восстанавливается до уровня контроля Агент Т-11 значительно угнетает эвакуаторную функцию тонкого кишечника на протяжении всего эксперимента (рис 6)

В связи с тем, что угнетение перистальтики желудочно-кишечного тракта, как принято считать, обусловлено возбуждением ц2- или к-ОР (Feldman et al, 1997), можно предположить опиоидный путь реализации фармакологических эффектов исследуемых агентов

15 минут 30 минут 45 минут 1 час Еремя

Рис. б. Влияние агентов Sfa-42 и Т-11 на перистальтику тонкого кишечника. * р < 0,05; *** р < 0,001 относительно контроля.

Влияние агентов Sh-42 и Т-11 на тонус скелетной мускулатуры в тесте «вращающийся стержень». В тесте «вращающийся стержень» количество падений животных не изменялось при введении агентов Sh-42 и Т-11. что говорит о том, что агенты Sh-42 и Т-11 не влияют на тонус скелетных мышц. Тогда возвращаясь к анальгетической активности агентов в тестах УК и АК, можно утверждать, что угнетение корчей под действием производных пирролидиноморфинана не является результатом их миорелаксирующего действия.

Развитие анальгетической толерантности и лекарственной (физической) зависимости при длительном введении агентов Sh-42 и Т-11. Введение агентов Sh-42 и Т-11 в течение семи дней в нарастающей дозе от 5 до 60 мг/кг через каждые 12 часов (суммарная доза агентов составляет 430 мг/кг) приводит к снижению анальгетического действия агентов в тесте УК на 23 и 93%, соответственно (рис. 7). В тесте ГП на седьмой день введения наблюдается развитие толерантности к анальгетическому эффекту только у агента Т-11. его % УБР за семь дней введения снизился на 62%, агент Sh-42 не вызывает развитие толерантности.

Есть данные, что семидневное введение морфина (10 мг/кг, подкожно) приводит к снижению анальгетической активности на 66% (Rahman et al. 1994). Поэтому можно предположить, что развитие толерантности к анальгетическому эффекту агента Т-11 происходит по такому же принципу, что и у морфина, т.е. в результате возбуждения ц-ОР, которые, как принято считать (Ananthan, 2006), ответственны за развитие такого побочного действие опиоидов как привыкание. К тому же, низкий показатель

анапьгетической толерантности агента §|ь42 в очередной раз указывает на отсутствие связи между фармакологическим действием этого агента и активностью р-ОР.

уксусные корчи

горячая пластина

100

80

&< м 60

>.

о4 40; 1

201

о 1

. # I

Т-11

18 0 однократно

Ш % после семи дней

*

*

#

# т

ш тШ 1

Т-11

8Ь-42

100 80 60 40 20 0

Рис. 7. Анальгетическая активность агентов и 'Г-11 (%УБР контроля = 0%). ** р<0,01; *** р<0,0(Н относительно контроля. ## р < 0,01; ### р < 0,001 относительно изначального %УБР

Одновременно с исследованием развития анальгетической толерантности, было изучено влияние многократного введения агентов 81ь42 и Т-11 на вес мышей и соматовегетативные признаки абстиненции, характерные для морфина (эмоциональное возбуждение, тремор, корчи, встряхивания головой, барабанный бой и диарея) после вызванного налоксоном синдрома отмены агентов. Было показано, что вес животных, которым в течение 7-ми дней вводили агент также как и вес животных контрольной группы не

изменился. Животные, которые получали агент Т-11, на седьмой день потеряли в среднем 10% от начального веса. При этом агенты 5Ь-42 и Т-11 не вызывали абстинентный синдром, что говорит об отсутствии способности агентов вызывать лекарственную (физическую) зависимость.

Таким образом, для выбранных агентов 5Ь-42 и Т-11, которые проявили высокую анальгетическую активность продолжительного действия, в более низкой дозе, чем морфин на рис. 8 представлены обобщенные характеристики, свидетельствующие об их однонаправленности фармакологического действия. При этом агент Т-11 в большей степени усиливает эффекты снотворных препаратов и коразола, что соответствует подобному воздействию этого агента на сайты ГАМК-бензодиазепин-барбитуратового комплекса. Кроме того, анальгетическая активность агента Т-11 в большей степени, чем агента 5Ь-42. блокируется налоксоном, что указывате на большее сродство к ОР. К тому же, агент Т-11 демонстрирует

большую активность в угнетении перистальтики тонкого кишечника, подтверждая опиоидный путь реализации своего анальгетического эффекта. В то время как агент §Ь-42 осуществляет свое фармакологическое действия в более сдержанной форме, за исключением гиперкинеза, вызванного 5-ОТФ, где агент БЬ-42 полностью предотвращает активацию серотониновых рецепторов типа 5НТ2. Несмотря на это, наблюдаются и явные отличия в характере действия этих двух соединений. Так, агент Т-11 полностью снимает токсический эффект йохимбина, проявляя адреномиметические свойства; и при этом понижает артериальное давление, что свидетельствует об агонистическом действии по отношению к ц-опиоидным рецепторам.

кксена-Ювын сон

овакуаторная функция

хлорал гидратовыи сон

артериальное давление

контроль

5Ь-42

Т-И

%УБР на фоне налоксона

йохимбиновая токсичность

мембранный потенциал

никотиновая токсичность

коразоловая токсичность

5-ОТФ -гиперкинез

Ь-ДОФА -

Рис. 8. Спектр фармакологических эффектов, вызванных агентами 511-42 и Т-"11.

К тому же, агент Т-11 достоверно увеличивает мембранный потенциал нейронов, что демонстрирует его мембраностабилизирующие свойства, характерные для агонистов ц-опиоидных рецепторов. Кроме того, агент Т-11 снимает угнетение двигательной активности, вызванное предшественником дофамина - Ь-ДОФА; вероятно, воздействуя на дофаминергическую систему, либо на обмен катехоламинов. Обсуждая действия агента 511-42. необходимо отметить, что он либо не обладает вышеперечисленными свойствами, либо действует противоположным образом.

ВЫВОДЫ:

1 Показано, что производные пирролидиноморфинана являются новой группой высокоактивных анальгетиков

2 Установлена связь анальгезическои активности новых соединений с химическим строением, обнаружена особая роль атома брома в фенильном заместителе пирролидинового фрагмента Для детального изучения фармакологического действия выбраны 7,8-[Ы-(п-бромфенил)-пирролидино]-тетрагидроорипавин (агент 811-42, Ь050=1605 мг/кг, ЕО50=1,4 мг/к, р о ) и 7,8-(М-фенил-пирролидино)-тетрагидроорипавин (агент Т-11, 1ЛЭ5а=2024 мг/кг, ЕВ50=0,3 мг/кг, р о )

3 Установлено, что однократное внутрижелудочное введение агентов БЬ-42 и Т-11в дозе 5 мг/кг полностью блокирует висцеральную боль в течение шести часов

4 Показано, что анальгетический эффект агентов 5Ь-42 и Т-11 реализуется в основном через опиоидную систему При этом соединение Т-11, лишенное атома брома в М-фенильном заместителе, обладает более выраженным влиянием на опиоидные рецепторы

5 Обнаружено, что в реализации анальгстического действия агентов 8Ь-42 и Т-11 в различной степени задействованы холинергическая, серотонинергическая, дофаминергическая, адренергическая и ГАМК-ергическая нейромедиаторные системы

6 Установлено, что однократное введение агента 8Ь-42 не вызывает побочных эффектов, характерных для морфина, в то время как его дебромированный аналог Т-11 оказывает выраженное угнетение перистальтики тонкого кишечника и незначительное влияние на сердечно-сосудистую систему

7 Многократное введение агентов в течение 7-ми дней приводит к развитию толерантности к анальгетическому эффекту только у агента Т-11 В данных условиях оба агента не вызывают индуцированного налоксоном абстинентного синдрома

8 Агент 8И-42 можно рекомендовагь в качестве перспективного анальгетика для расширенных доклинических испытаний

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Болкунов А В, Морозова Е А, Долгих М П, Толстикова Т Г, Бауман В Т, Шульц Э Э Пирролидиноморфинаны как анальгетические агенты // Тезисы докладов IV Всерос науч конф «Химия и технология растительных веществ» -Сыт ывкар, 2006 - С 41

2 Морозова Е А, Болкунов А В., Долгих М П , Толстикова Т Г, Шульц Э Э , Бауман В Т Производные пирролидиноморфинанов - новые анальгетические агенты // Материалы 4-ой Международной конф «Биологические основы индивидуальной чувствительности к психотропным средствам» - Москва, 2006 -С 53, 124

3 Морозова Е А , Болкунов А В , Долгих М П, Толстикова Т Г , Шульц Э Э Новые перспективные анальгетики // Конф «Биомедицина и

биомоделирование», Ростов-на-Дону. - материалы опубл в журнале Биомедицина.-2006, №4 С 98-99

4 Болкунов А В, Морозова Е А , Долгих М П, Толстикова Т Г, Дайбова (Бауман) В Т, Шульц Э Э Перспективные анальгетические агенты в ряду новых производных тебаина // Сборник трудов II Международ научно-практич конф «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленное™) - Санкт-Петербург, 2006 -Т 4 - С 232-233

5 Шульц Э Э, Толстикова Т Г, Толстиков С Е , Дайбова (Бауман) В Т, Шахиров М М, Болкунов А В, Долгих М П Синтез и анальгетическая активность производных пирролидиноморфинана//Хим -фарм журн -2007 -Т41 -№2. -С 15-18

6 Толстикова Т Г, Морозова Е.А, Болкунов А В , Долгих М П, Бауман В Т, Толстиков С Е, Шульц Э Э Влияние атома брома на анальгетическую активность производных пирролидиноморфинана // Вопросы биологической медицинской и фармацевтической химии - 2007 -№1 -33-35

7 Болкунов А В, Морозова Е А Изучение нейрохимических и рецепторпых механизмов действия производных пирролидиноморфинанов // Тезисы VI Молодежной науч конф Института физиологии Коми НЦ УрО РАН «Физиология человека и животных от эксперимента к клинической практике» -Сыктывкар, 2007 - С 13-15

8 Морозова Е А , Толстикова Т Г, Болкунов А В , Долгих М П, Шульц Э Э Производные пирролидиноморфинана - новый класс высокоэффективных анальгетиков // Материалы III съезда фармакологов России «Фармакология -практическому здравоохранению», Санкт-Петербург - 2007 -С 1860-1861

9 Морозова Е А , Болкунов А В , Толстикова Т Г , Шульц Э Э Производные пирролидиноморфинана - новый класс опиоидных анальгетиков с противовоспалительной активностью // VI Всероссийский науч семинар с Молодежной науч школой «Химия и медицина» - Уфа - 2007 - С 74-75

10 Толстикова Т Г Морозова Е А , Болкунов А В , Шульц Е Э «Перспективы создания новых высокоэффективных анальгетиков» // Тез XVI Международ конф «Новые информационные технологии в медицине, биологии, фармакологии и экологии» - Украина, Ялта-Гурзуф - 2008

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

% УБР - процент угнетения болевой реакции АД - артериальное давление Ах - ацетилхолин

АхК - тест «Ацетилхолиновые корчи» АЦП - аналого-цифровой преобразователь ГП - тест «Горячая пластина» МП - мембранный потенциал

НПВС - нестероидные противовоспалительные средства

ОР - опиоидные рецепторы

ОХ - тест «Отведение хвоста»

УК - тест «Уксусные корчи»

ЧСС - частота сердечных сокращений

Формат бумаги 60x84 1/16

Обьем 1 печ л Тираж 100 экз

Отпечатано на ротапринте Новосибирского института Органической химии им Ворожцова СО РАН 630090, г Новосибирск, 90, пр Лаврентьева, 9

Актуальность проблемы. Одной из основных задач современной фармакологии является поиск новых низкодозных малотоксичных агентов, обладающих высокой биологической активностью. Учитывая наметившуюся в настоящее время тенденцию к старению населения в целом, а следовательно, повышению частоты заболеваний и увеличению количества операционных вмешательств, особый интерес представляет разработка новых более эффективных, избирательных и, самое важное - нетоксичных обезболивающих средств.

Одним из решений проблемы поиска новых перспективных агентов может быть целенаправленное получение синтетических производных соединений природного происхождения, известных своей биологической активностью. В результате такого синтеза появляется целый класс соединений, биоскриниг которых позволяет выявить и изучить наиболее перспективные агенты.

В плане поиска новых анальгетических агентов, обладающих сходной с морфином высокой активностью и минимальными побочными эффектами, привлекает внимание изучение новых производных морфинанового ряда, полученных синтетическими трансформациями побочного алкалоида опийного мака - тебаина. В частности, было показано, что введение в молекулы морфинановых алкалоидов дополнительных гетероциклических фрагментов является перспективным подходом к их структурной модификации, позволившим получить ряд ценных опиоидных агентов. Известны, например, индоло- и пирроломорфинаны, являющиеся селективными агонистами и антагонистами ji-, 8- и к-опиоидных рецепторов (Schmidhammer, 1998). Перспективными анальгетиками, в отличие от морфина не угнетающими дыхание, оказались производные морфина, содержащие С-7,8 или С-5,14-аннелированные гидрохиноновые фрагменты (Tolstikova et al., 1990; Толстикова с соавт., 1992).

В Новосибирском институте органической химии СО РАН в результате циклоприсоединения тебаина к N-замещенным малеинимидам были синтезированы аннелированные производные морфина, содержащие 7,8-гетероциклический фрагмент. Было показано, что некоторые из этих агентов обладают высокой анальгетической активностью (Толстикова с соавт., 2004; Шульц с соавт., 2007). Однако известно, что введение нового структурного фрагмента или просто замена одного атома может привести к тому, что среди продуктов целенаправленной химической модификации соединения с известными свойствами могут выявиться агенты с новыми свойствами. При этом многие фармакологические свойства новых производных пирролидиноморфинана исследованы не были. Также не исследована связь между структурой соединения и проявляемой активностью.

Известно, что многие опиоидные анальгетики обладают рядом побочных эффектов, к которым можно отнести угнетающее действие на сердечно-сосудистую систему, развитие физической зависимости и толерантности к обезболивающему действию. При этом вопрос о наличии побочных эффектов у производных пирролидиноморфинана остается открытым.

Также остается невыясненным вопрос о механизме анальгетического действия новых производных, а ведь ответ на этот вопрос может не только дать толчок для развития новых препаратов и стимулировать синтетический поиск, но и внести ясность в понимание механизмов действия уже известных анальгетических средств.

Все вышеупомянутые оставшиеся неизученными вопросы являлись объектом настоящего исследования, а также определяли его цель и задачи.

Целью данной работы является поиск эффективных антиноцицептивных агентов среди производных 6,14-эндоэтено-7,8-пирролидиноморфинана.

В связи с этим были поставлены следующие задачи:

• провести изучение анальгетической активности 23 новых производных пирролидиноморфинана и установить связь «структура-активность»;

• для наиболее перспективных агентов 7а,8а-[Ы'-(4-бромфенил)-пирролидино]-тетрагидроорипавина (Sh-42) и 7а,8сх-[Ы'-(фенил)-пирролидино]-тетрагидроорипавина (Т-11) исследовать токсико-фармакологические свойства:

- определить острую токсичность соединений,

- изучить дозозависимый эффект и продолжительность анальгетического действия,

- изучить возможный механизм обезболивающего действия,

- оценить влияние новых агентов на нейромедиаторные системы,

- выявить наличие и характер побочного действия выбранных соединений.

Научная новизна работы. В настоящей работе впервые:

• Изучена анальгетическая активность нового класса производных пирролидиноморфинана, среди которых выявлены агенты, обладающие обезболивающим эффектом, превосходящим морфин.

• Установлена связь между химическим строением агентов и указанным видом активности.

• Для наиболее перспективных агентов выявлена дозозависимость анальгетического эффекта, предложен вероятный механизм действия и показан широкий спектр фармакологических свойств.

• Обнаруженный класс производных тебаина с дополнительными гетероциклическими фрагментами является перспективным в плане разработки малотоксичных высокоактивных анальгетиков.

Научно-практическая ценность работы. Агенты 7,8 -[N-(n-бромфенил)-пирролидино]-тетрагидроорипавин (Sh-42) и 7,8-(Ы-фенилпирролидино)-тетрагидроорипавин (Т-11) предложены в качестве умеренотоксичных анальгетических средств, превосходящие по активности и обладающие меньшими побочными эффектами в сравнении с применяемыми в медицине наркотическими анальгетиками.

Положения, выносимые на защиту

1. Выявлена новая группа высокоактивных анальгетиков среди производных пиррилидиноморфинана.

2. Установлена связь анальгетического действия производных пирролидиноморфинана с их химическим строением.

3. В обезболивающее действие выбранных Sh-42 и Т-11 вовлечена опиоидная система.

4. Агент Sh-42 не обладает отрицательными побочными эффектами и может быть предложен в качестве перспективного анальгетика для расширенного доклинического исследования.

Апробация результатов. Основные полученные результаты были представлены на 4-ой международной конференции «Биологические основы индивидуальной чувствительности к психотропным средствам» (Москва, 2006), на IV Всероссийской научной конференции «Химия и технология растительных веществ» (Сыктывкар, 2006), на VI Молодежной научной конференции «Физиология человека и животных: от эксперимента к клинической практике» (Сыктывкар, 2007) и на III Съезде фармакологов России «Фармакология - практическому здравоохранению» (Санкт-Петербург, 2007).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ, из них 2 статьи - в журналах, рекомендованных перечнем ВАК.

Работа выполнена при поддержке Интеграционных программ СО РАН №54 «Научные основы разработки новых лекарственных препаратов. Перспективы использования возобновляемого сырья», межакадемической

Интеграционной программы СО РАН и СО РАМН № 53 «Поиск, создание и доклинические испытания новых биологически активных соединений сердечно-сосудистого, антивоспалительного и антипролиферативного действия», а также программ фундаментальных исследований Президиума

РАН «Фундаментальные науки — медицине: разработка научных основ создания низкодозных ЦНС-активных препаратов. Новые подходы» и

Медицинская химия. Молекулярный дизайн физиологически активных соединений и лекарственных препаратов», «Исследование свойств и направленный отбор физиологически активных соединений как потенциальных лекарственных препаратов».

Структура и объем работы. Диссертация включает введение, обзор

выводы

• Показано, что производные пирролидиноморфинана являются новой группой высокоактивных анальгетиков.

• Установлена связь анальгетической активности новых соединений с химическим строением, обнаружена особая роль атома брома в фенильном заместителе пирролидинового фрагмента. Для детального изучения фармакологического действия выбраны 7,8-[N-(n-бромфенил)-пирролидино]-тетрагидроорипавин (агент Sh-42; LD5o=1605 мг/кг, ED50=1,4 мг/к; р.о.) и 7,8-(1Ч-фенил-пирролидино)-тетрагидроорипавин (агент Т-11; LD50=2024 мг/кг, ED50=0,3 мг/кг; р.о.).

• Установлено, что однократное внутрижелудочное введение агентов Sh-42 и Т-11в дозе 5 мг/кг полностью блокирует висцеральную боль в течение шести часов.

• Показано, что анальгетический эффект агентов Sh-42 и Т-11 реализуется в основном через опиоидную систему. При этом соединение Т-11, лишенное атома брома в N-фенильном заместителе, обладает более выраженным влиянием на опиоидные рецепторы.

• Обнаружено, что в реализации анальгетического действия агентов Sh-42 и Т-11 в различной степени задействованы холинергическая, серотонинергическая, дофаминергическая, адренергическая и ГАМК— ергическая нейромедиаторные системы.

• Установлено, что однократное введение агента Sh-42 не вызывает побочных эффектов, характерных для морфина, в то время как его дебромированный аналог Т-11 оказывает выраженное угнетение перистальтики тонкого кишечника и незначительное влияние на сердечно-сосудистую систему.

• Многократное введение агентов в течение 7-ми дней приводит к развитию толерантности к анальгетическому эффекту только у агента Т-11. В данных условиях оба агента не вызывают индуцированного налоксоном абстинентного синдрома.

• Агент Sh-42 можно рекомендовать в качестве перспективного анальгетика для расширенных доклинических испытаний.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На рис. 8 представлены две схематически обобщенные фармакологические характеристики агентов Sh-42 и Т-11, из которых видно, что в большинстве тестов оба агента имеют однонаправленность действия. При этом агент Т-11 проявляет большую фармакологическую активность, в усилении эффекта снотворных и коразола, что соответствует большему влиянию на функцию ГАМК-ергической системы. Также, анальгетический эффект агента Т-11 в большей степени, чем агент Sh-42, блокируется налоксоном, проявляя тем самым большее сродство к опиоидным рецепторам. К тому же, агент Т-11 демонстрирует большую активность в угнетении перистальтики тонкого кишечника, подтверждая опиоидный путь реализации своего анальгетического эффекта, в то время как агент Sh-42 осуществляет свое фармакологическое действия в более сдержанной форме, за исключением гиперкинеза, вызванного 5-ОТФ, где агент Sh-42 полностью предотвращает активацию серотониновых рецепторов типа 5НТ2. Несмотря на это, наблюдаются и явные отличия в характере действия этих двух соединений. Так, агент Т-11 полностью снимает токсический эффект йохимбина, проявляя адренолитические свойства, и при этом понижает артериальное давление, что свидетельствует об агонистическом действии по отношению к ji-опиоидным рецепторам. гексеналовый сон эвакуаторная функция УБР на фоне налоксона мембранный потенциал

Рис. 8. Спектр фармакологических эффектов, вызванных агентами Sh-42 и Т-11

Ко всему прочему, агент Т-11 достоверно увеличивает мембранный потенциал нейронов, что демонстрирует его мембраностабилизирующие свойства, характерные для агонистов ц-опиоидных рецепторов. И в дополнение, агент Т-11 снимает угнетение двигательной активности, вызванное L-ДОФА, тем самым воздействует на дофаминергическую систему, либо на обмен катехоламинов. Обсуждая действия агента Sh-42, необходимо отметить, что он либо не обладает вышеперечисленными свойствами, либо действует противоположным образом. Так, агент Sh-42 незначительно снижает мембранный потенциал, вероятно, опосредуя этот эффект возбуждением к-ОР, а также увеличивает продолжительность ареколинового тремора, проявляя тем самым М-холиномиметический эффект.